Question

已知函數(shù)x²
（1）若函數(shù)f（x）在x=0處的切線與直線y=x垂直，求a的值；
（2）若對任意x＞0，恒有f（x）＞1，求a的取值范圍．

Answer 1

解：（1）∵x²，
∴
=e^x，
由已知f′（0）=-1，
∴-a=-1，得a=1．
（2）由，（x＞0）
令g（x）=-ax²+（1-a）x-a，
則f′（x）與g（x）的符號相同．
（i）當(dāng)a=0時，g（x）=x＞0．
即f′（x）在（0，+∞）上大于0．
∴函數(shù)f（x）在（0，+∞）上為增函數(shù)，
∴f（x）＞f（0）=1．
（ii）當(dāng)a＜0時，g（x）=-ax²+（1-a）x-a的圖象是開口向上的拋物線，
∵對稱軸x=，
∴x＞0時，g（x）＞g（0）=-a＞0，
即f′（x）在（0，+∞）上大于0，
∴函數(shù)f（x）在（0，+∞）上是增函數(shù)，
∴f（x）＞f（0）=1．
（iii）當(dāng)a＞0時，令g（x）=0，得-ax²+（1-a）x-a=0，
由△=（1-a）²-4a²＞0，得-1＜a＜．
∴當(dāng)0＜a＜時，g（x）=0有兩個不等的實根x₁，x₂，設(shè)x₁＜x₂，
∵x₁x₂=1＞0，，
∴x₁＞0，x₂＞0，
∴f′（x）在（0，x₁），（x₂，+∞）上小于0，在（）上大于0，
∴函數(shù)f（x）在（0，x₁），（x₂，+∞）上為減函數(shù)，在（）上為增函數(shù)，
∴存在x₀∈（0，x₁），使f（x₀）＜f（0）=1，
當(dāng)a時，△=（1-a）²-4a²≤0，
∴x＞0時，g（x）≤0，
即f′（x）在（0，+∞）上小于或等于0，
∴函數(shù)f（x）在（0，+∞）上為減函數(shù)，
∴f（x）＜f（0）=1，
綜上所述，當(dāng)a≤0時，對任意x＞0，恒有f（x）＞1．
分析：（1）f′（x）=e^x，由已知f′（0）=-1，能求出a．
（2）由，（x＞0）令g（x）=-ax²+（1-a）x-a，則f′（x）與g（x）的符號相同．由此進行分類討論，能夠推導(dǎo)出當(dāng)a≤0時，對任意x＞0，恒有f（x）＞1．
點評：本題考查利用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)的切線方程的綜合運用，考查推理論證能力和解題運算能力，綜合性強，難度大，是高考的重點．解題時要認真審題，仔細解答，注意分類討論思想的靈活運用．